Die Bodenfauna ist in vielfaeltiger Weise an den bodenbiologischen Prozessen beteiligt, die letztlich in den Abbau der von den gruenen Pflanzen aufgebauten organischen Substanz muenden. Schematisch laesst sich die Rolle der Bodenfauna zwei Abbaustufen zuordnen, derjenigen der Saprophagen, deren Nahrungsnetz von Pilzen und primaerzersetzenden Tieren ausgeht und ueber Sekundaerzersetzer bis zu Aasfressern und Raeubern reicht, und der Stufe der Mineralisierung, die von Bakterien geleistet wird, die wiederum von Bodentieren, vor allem Protozoen und Nematoden kontrolliert werden, die ihrerseits in ein Nahrungsnetz von Tieren hoeherer Trophiestufen eingebunden sind. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, zur Aufklaerung der Rolle der einzelnen Gruppen und Arten der Bodenfauna und ihrer Beziehungen beizutragen.
Part 1: RootPatho-EM - Gene regulation and C and N fluxes during the endogenous rhythmic growth of oaks interacting with mycorrhizal as well as root pathogenic biotrophs. Trees produce photoassimilates and mobilize nutrients to support their own development but also associations with beneficial or detrimental biotrophic partners. Similar to major forest trees, oaks growth follows an endogenous rhythm with alternating flushes in root and shoot, which was shown to affect the formation of ectomycorrhizal symbioses between roots and fungi. The project part RootPatho-EM aims at enlightening the implication of this rhythm in interactions with the ectomycorrhizal fungus Piloderma croceum and the susceptibility against the root rot pathogen Phytophthora quercina. In controlled experiments with oak microcuttings inoculated with one or both microorganisms the plant resource allocation will be followed after labelling with 13C and 15N, while the plant gene regulation will be monitored with a broad range array. Additional experiments will investigate the impact of climatic fluctuations, tree neighbouring and interaction with actinobacteria. The project part RootPatho-EM also assumes the central function of producing the plant material and a mobile 13CO2/12CO2-labelling unit to analyse C allocation for the whole application, thus crucially contributs to its joined experimental platform (JEP) for rational cross comparison of gene regulation and resource allocation patterns in all considered biotrophic interactions. Part 2: RootCons- Effects of root and fungal feeding animal consumers on rhizosphere interactions and oak performance. The proposed project investigates the gene expression response of mycorrhizal and non-mycorrhizal oak microcuttings to major rhizosphere animals, root and fungal feeding invertebrates, represented by nematodes and Collembola, respectively. The gene expression response of the plants will be investigated using microarrays and qRT-PCR technology in parallel to carbon and nitrogen allocation patterns using 13CO2 and 15N pulse labelling. Two growth phases of oak microcuttings i.e., root and shoot flushes and their response to root and fungal feeders in the rhizosphere will be studied. In a further experiment the time dependent flux of carbon into rhizosphere compartments including roots, soil microorganisms and fungal feeders will be investigated using bulk 13C and compound specific 13C lipid analysis. Both separate and combined effects of nematodes and Collembola will be studied. In addition, interactions between root feeding nematodes and beneficial rhizosphere bacteria (actinomycetes) will be investigated to obtain a comprehensive picture on rhizosphere microbial communities. The project aims at getting detailed insight into the genetic and C allocation response of oak microcuttings to animal rhizosphere consumers, and the implications of these interactions for rhizosphere microorganisms.
This project is part of a soil monitoring programme in Salzburg, Austria, which aims to characterize the present status of soil properties ('soil health') and follow up their development over time. We intend to provide a basis for the future soil zoological contributions to the programme. Lumbricidae, Enchytraeidae, Oribatida and Collembola are sampled at a selected monitoring site and abundance, number of species, and community parameters are estimated, compared to literature and evaluated. The raw sample data and the determination literature will be communicated to allow for re-analysis of the data and recognition of future changes in the animal communities. On this basis we will propose a sampling scheme for statistically proper soil zoological work at monitoring sites.
Zur Beurteilung der chemischen Belastung und Belastbarkeit eines Buchenwald-(Luzulo-Fagetum) und eines Fichtenforstoekosystems sollen Indikatororganismen ermittelt und ein Modell mit diesen Indikatoren auf Eignung, repraesentativ fuer das jeweilige Bezugsoekosystem auf chemische Belastung zu reagieren, getestet werden. Es ist vorgesehen, die Wirkung der Referenzchemikalie Pentachlorphenol vor allem auf die in beiden Untersuchungsbiotopen hervortretenden Insektentaxa Diptera, insbesondere Sciaridae sowie Coleoptera (ausgewaehlte Carabiden) und Collembola in Freiland- und Laborversuchen zu ermitteln. Das Vorhaben kann auf grundlegende Ergebnisse des vom Projektleiter seit 1978 durchgefuehrten Burgholz-Programmes (Solingen) zurueckgreifen.
Das Projekt untersucht den Einfluss alternativer Beute aus der Zersetzergemeinschaft auf die Funktion von Spinnen als Gegenspieler potenziell schädlicher Insekten in Agrarsystemen. Im Zentrum des Projekts steht die Prüfung der Hypothese, dass von der Förderung von Zersetzerorganismen, vor allem Collembolen und Dipteren, im organischen Landbau Spinnen als generalistische Prädatoren profitieren und hierdurch die Kontrolle von Schadinsekten verbessert wird. In Labor- und Freilandexperimenten werden drei Themenkomplexe untersucht: (1) Einfluss organischer Düngung auf die Zersetzergemeinschaft, (2) Bedeutung von Beute aus dem Zersetzer- und Phytophagensystem für Spinnen und (3) Kontrolle von Schadinsekten durch Spinnen über Förderung der Zersetzersystems. Als Basis des Projektes wird die Struktur und saisonale Dynamik der Arthropoden-Gemeinschaft organisch und konventionell gedüngter Kleegraswiesen und Weizenfeldern analysiert. Durch Untersuchung von 13C/12C- und 15N/14N-Verhältnissen in dominanten Spinnen-, Phytophagen- und ZersetzerArten auf ehemaligen Maisanbauflächen wird der Anteil der Beute von Spinnen aus dem Zersetzer- und dem Phytophagensystem bestimmt. Die Rückwirkung einer gesteigerten Siedlungsdichte von Spinnen auf Phytophage wird durch Ausbringen blattlausinfizierter organisch bewirtschafteten Feldern untersucht. Die geplanten Untersuchungen liefern wichtige Erkenntnisse über das Potenzial generalistischer Prädatoren zur Kontrolle von Schadinsekten in Agrarsystemen.
Das Projekt untersucht die Diversität von Boden-Mikroarthropoden (Oribatida, Collembola) in einem Höhengradienten eines tropischen Bergregenwaldes in Süd-Ecuador. Es wird hypothetisiert, dass die hohe Diversität der Fauna in tropischen Regionen durch starke biotische Interaktionen bedingt ist, während abiotische Faktoren von untergeordneter Bedeutung sind. (1) In deskriptiven Untersuchungen wird (a) die Dichte und Diversität der Boden-Mikroarthropoden im Waldboden und im Kronenbereich und (b) die Struktur des Nahrungsnetzes (Methode der stabilen Isotope; 13-C, 15-N) analysiert. (2) Es wird die Bedeutung der Nahrungsressource (saprophytische Bodenpilze) sowie des Streutyps (Mischstreu und Streu einer Baumart) für die Diversität der Boden-Mikroarthropoden untersucht. (3) In einem Experiment werden die biotischen Interaktionen zwischen der saprophytischen Boden-Makrofauna (v.a. Regenwürmern) und pilzfressenden Boden-Mikroarthropoden (Oribatida, Collembola) analysiert. (4) Die Bedeutung des abiotischen Faktors Feuchtigkeit für die Steuerung der Gemeinschaftsstruktur der Boden-Mikroarthropoden wird entlang eines Höhengradienten untersucht. Dazu wird auf zwei Höhenstufen die Niederschlagsmenge experimentell manipuliert.
Bodenbiologie ist eine junge Wissenschaft, die in wenigen Jahrzehnten einen grossen Wissensgewinn erarbeitet hat. Trotz dieser Dynamik sind viele der verwendeten Methoden veraltet und machen die Forschung auf aktuellen Gebieten oft schwierig. Das Langzeitprojekt 'Methodenentwicklung' soll v.a. fuer angewandte bodenbiologische Arbeiten Grundlagen liefern (z.B. Analyse und Monitoring anthropogener Veraenderungen des Bodens). Bisherige Arbeiten: Quantifizierung der Konfidenz von Sammeldaten der Bodenmesofauna (Schaetzung von Abundanzen und Artenzahlen), Entwicklung einer Mischprobenmethode zur Steigerung der Konfidenz von Mesofaunasammeldaten, Mitentwicklung einer Methode zur Schaetzung der Abundanz von Bodenwimpertierchen (Ciliophora), Quantifizierung des Volumsfehlers konventioneller Bodenbohrer (zur Beprobung der Mesofauna).
Als Bioindikatoren geeignete bodenlebende Tiere aus Waeldern unterschiedlicher Standorte sollen im Labor und im Freiland auf ihre Empfindlichkeit gegenueber Saeure und Kalk untersucht werden. Die Methoden zur Zucht und zur Messung von Praeferenzverhalten, Mortalitaet und Fertilitaet der Indikatorarten sollen standardisisiert werden und reproduzierbar sein. Ihre Reaktionen auf Saeure und Kalk sollen erkennen lassen, ob der Saeureeintrag durch Luftschadstoffe und veraenderte Boden-pH-Werte Veraenderungen in Struktur und Funktion der Populationen bewirken. Darueberhinaus sollen die Auswirkungen verschiedener in der forstlichen Praxis zur Kompensationsduengung verwendeter Kalksorten untersucht werden.
Bodenversauerung ist eine der Ursachen der Waldschaeden in der Bundesrepublik Deutschland. Um dieser Entwicklung entgegen zu wirken, werden seit einigen Jahren Waldflaechen anorganisch geduengt und gekalkt. In verschiedenen Untersuchungen zeigte die Duengung negative Auswirkungen auf die Bodenfauna. Im vorliegenden Projekt wird die Ausbringung verschiedener Komposte als alternative Bodenverbesserungsmassnahme getestet. In einem Fichtenforst wurden im Fruehjahr 1990 Hausmuellkompost (HK) und Baumhaeckselkompost (BK) in einer randomisierten Blockanlage ausgebracht. Gleichzeitig wurden Flaechen mit Dolomitkalk behandelt. Der pH des Bodens bewegt sich zwischen 2,93 und 3,42 (KCl), der HK hatte bei der Ausbringung einen pH von 7,52 und der BK von 6,28. Untersucht werden die Veraenderungen des Elementgehaltes der Kompostauflage des Bodens und verschiedener Bodentiere (Lumbricidae, Enchytraeidae, Collembola, Diptera Larven, Acari). So zeigte der HK bei der Ausbringung einen 3-fach hoeheren Gehalt an Ca, 6-fach hoeher an K und 10-fach hoeher an Mg. Deutlich hoeher waren aber auch die Gehalte an potentiell toxischen Elementen (Pb, Zn, Cr, Cu oder Cd). Ebenfalls untersucht werden der Acari, Lumbricidae und Enchytraeidae.
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| Bund | 25 |
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| Boden | 22 |
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